基于模糊控制的恒电位仪在核电站应用.pdf

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1、《工业控制计算机}2015年第28卷第5期47基于模糊控制的恒电位仪在核电站应用ApplicationofPotentiostatBasedonFuzzyControlinNuclearPowerPlant刘磊易宁朱增培(中广核工程有限公司，广东深圳518000)刘爽高玉柱费克勋(苏州热工研究院有限公司，江苏苏州215004)摘要介绍了恒电位仪在核电领域的应用现状，提出了设计基于模糊算法的恒电位仪，给出了模糊算法的隶属函数模型和分布图，并根据该算法研制在国内桌核电厂实际应用的恒电位仪，根据现场反馈，新恒电位仪的稳定性和可靠性得以提高。关键词：阴极保

2、护，恒电位仪，核电，模糊控制AbstractThispaperintroducesthepotentiostatapplicationinnuclearpower，whichisbasedonthefuzzycontrolsystem．Thesub—ordinativefunctionanddistributiondiagramoffuzzyalgorithmisputforward．Accordingtotheon-sitefeedback，thepotentio—statusedinadomesticnuclearpowerplantismor

3、estableandreliable．Keywords：cathodicprotection，potentiostat．nuclearpower。fuzzycontrol阴极保护是电化学保护技术的一种，其包括牺牲阳极和外1．1模糊控制算法设计加电流两种。阴极保护广泛应用于电力、港工、石油石化等行业外加电流阴极保护模糊恒电位控制算法的模型建立主要解的金属设备或管道防腐。恒电位仪是外加电流阴极保护系统的决3个方面的问题：核心设备，主要为阴极保护系统提供纯净、可靠的直流电，实现1)精确量的模糊化。将预置参比电位与实际参比电位的偏以电位为控制对象，自动调整

4、输出电流大小，使电位恒定在预置差值e(t)和偏差变化率Ae(t)化为某适当论域上的模糊子集，值，或根据实际要求恒定电流输出等功能。并用模糊语言表达值表示；外加电流阴极保护工程可看作宏观状态下金属向目标电位2)模糊控制算法设计。通过一组模糊条件语句构成模糊控的快速阴极极化，由于负载大小、外界扰动、可控精度的不同，工制关系集合R，再将e(t)与△e(t)模糊化后的语言表达值作为程应用的恒电位仪与实验室应用的产品有很犬不同。输入条件，按照预定的模糊规则进行推理生成模糊判决，得出输随着恒电位仪在港工、船舶、电力等行业阴极保护工程的大出U的语言值；量应用，其

5、暴露出的在控制系统方面的薄弱问题越来越明显，尤3)输出U的清晰化处理。将模糊的结果U通过最大隶属度其在多变的海水钢结构阴极保护恒电位控制系统中，PlD控制算或重心法等进行清晰化处理，最终形成恒电位仪输出电流的增法的先天不足，导致了恒电位仪出现了诸如电位超调、恒电位无量(负增量)作为结果。法稳定、跟踪响应滞后等多种问题。从自控理论看，恒电位仪的被1．2输入量的模糊化处理控对象是金属的极化电位，被控过程就是金属的阴极极化过程。以设计一款输出电流1O0A、输出电压12V、电位采集范围阴极保护工程中的金属极化具有时变、非线性、外部扰动多等特-2．5-2．5

6、V的工程数字恒电位仪为例，采用研华ADAM5550KW点，被控对象在数学上也具有高阶延迟和不精确特性。对于土壤系列控制器，模拟量输入模块采用16位的A／D模数转换器领域。由于被控对象较为稳定、干扰较小等因素，PlD算法应用效ADAM一5017S模块，对应数字量为65535，输出采用研华12位果较好，但在海水、钢筋混凝土等阴极保护工程中问题较多。的D／A模数转换器ADAM5024模块，对应数字量为4095，则目前滨海核电厂外加电流阴极保护系统主要应用在重要厂输入量参比电位的偏差e(t)和偏差变化率／ke(t)的基本论域均用水管道、循环水管道、给排水管

7、道、海水过滤系统、凝汽器和混为[一65535，65535]，输出量输出电流的增量△l论域为[一凝土钢筋等。4095，4095]。1模糊算法提出记e(t)、Ae(t)的模糊语言变量为Ep、Epc，其基本论域均模糊控制算法适用于类似阴极保护金属极化电位这样的被为：[一6，6]，语言表达值包括NB(负大)、NM(负中)、NS(负控对象数学模型未知、外界扰动多，复杂的非线性时变控制系小)、NO(零)、PS(正小)、PM(t中)、PB(正大)。将A／D模块采统。典型二维模糊控制算法原理如图1所示。集的数字量论域通过尺度量化因子直接映射到基本论域上，公式如下：

8、—e(f)F一△e(t)一一—■其中量化因子ke-65535／6=10922．5，ke~5535／6=10922．5。对尺